数字温度计的设计和制作数字温度计的设计和制作学院名称： 东方学院 专 业： 通信工程 班 级： 03 姓 名： 沈俊 指导教师姓名： 贾中宁 指导教师职称： 教授 2007 年 06 月JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本 科 毕 业 设 计 （ 论 文 ）数字温度计的设计和制作摘摘 要要: :温度计是一种日常生活中常用的测试设备，本课题设计制作了一个数字温度计。该温度计的控制部分使用单片机 AT89S52，温度传感器使用 DS18B20，显示部分采用 4 位共阴 LED 数码管。本文较详细地介绍了设备的构成原理、AT89S52 和 DS18B20 的功能及外围电路的设计方法，用 C 语言编写了软件程序，设计、制作了 PCB 版。对制作的设备进行测试，其可测温度范围是 0到 60。本设备结构简单，工作稳定，成本低廉可作为日常使用的测温设备。关键词关键词：单片机，温度计， DS18B20，AT89S51 Design and realization of a digital thermometerAbstract: A thermometer is used in everyday life test equipment, the subject of a design digital thermometer. The thermometer control of the use of SCM AT89S52, temperature sensors used DS18B20. Some shows used a total of four LED digital control. This paper described in detail the composition of the equipment principle, the function of AT89S52, DS18B20 and design of the external circuit, C language of the software program, designed and produced the PCB version. Making the right equipment for testing and measuring temperature range can be 0 to 60 . The equipment is simple, stable jobs and can be used as low-cost day-to-day use of the temperature measurement equipment. Key word: SCM ,thermometer, DS18B20, AT89S51 目 录序言 . 5第第 1 1 章章 方案的设计与论证 61.1 设计要求 6 1.2 数字温度计设计方案论证 61.2.1 设计方案 61.3 总体思路 81.3.1 主控制器 8 1.3.2 显示电路 81.3.3 温度传感器 10第第 2 2 章章单片机介绍 112.1 单片机技术 112.2 单片机技术的特点 122.3 本设计 CPU 的选型说明 122.4 89S52 单片机 132.4.1 各功能部件进一步的说明 132.4.2 89S52 芯片的主要特性 142.4.3 89S52 芯片的外部引脚功能 14第第 3 3 章章ProtelProtel 9999 SESE 183.1 Protel 99 SE 的发展 183.2 如何进行原理图设计 183.2.1 用 Protel 99 SE 进行电路设计的基本步骤 183.2.2 电路原理图设 193.2.3 印刷电路板的设计 20 3.3 设计中的问题及解决方法 22第第 4 4 章章数字式温度计的程序数字式温度计的程序 234.1 数字式温度计的程序流程图 234.2 数字式温度计的主程序 244.3 数字式温度计的显示程序 264.4 数字式温度计的 ds18b20 程序 29参考文献 33附录一 34致谢 36数字温度计的设计和制作序言此数字温度计的设计和制作涉及到单片机的软件和硬件的相关知识，程序通过 C语言的编写实现其功能，单片机用以控制数码管显示以及接收传感器的数据。随着人生活水平的不段提高，人们追求方便快捷的生活方式。本课题的设计就是为了满足人们的日常需要，设计的目的为了日常生活中测量温度，提供给人们当时的温度情况。该设计控制器使用单片机 AT89S52，测温传感器使用 DS18B20，用 4 位共阴LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示。使用单片机设计具有体积小,重量轻；功耗低；功能强,价格低。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。论文主要分为四部分：第一章介绍了数字温度计的设计方案与论证及一些元器件介绍，第二章介绍了单片机的原理及 AT89S52 的功能，第三章介绍了 Protel 99 SE，第四章介绍了数字式温度计的程序。第一章 设计要求11 计要求测量温度基本范围 0-60精度误差 0.1LED 数码直读显示1. 2 数字温度计设计方案论证 2. 方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。方案二 常用的测温方式有热电阻，热电偶传感器，热敏电阻，由于本设计所要的测量的是常温，上述测温方式所测的的温度范围很大， 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 1.2.1 设计方案数字 温度计电路设计方框图如图 1-2 所示，控制器采用单片机 AT89S52，温度传感器采用 DS18B20，用 4 位共阴 LED 数码管实现温度显示。图 1-21.3 总体思路1.3.1 主控制器单片机 AT89S52 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，产品的设计使用系统使用 9V 交流供电。1.3.2 显示电路显示电路采用 4 位共阴 LED 数码管，从 P0 口送字形,P2 口高四位确定字位1数码管的说明LED 显示器应用十分广泛，1972 年开始有少量 LED 显示屏用于钟表和计算器。逐渐受到了来自其它显示技术的激烈竞争，如液晶、等离子体和真空荧光管显示器。在数字测量仪表和各种数字系统中，都要将数字量直观的显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；两一方面用于监视数字系统的工作状况。因此，数字显示电路是许多师资设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动器和显示器等部分组成。数码显示器是用来显示数字、文字或符号的器件，现在已有多种不同类型的产品，广泛应用于各种数字设备中，目前数码管显示器正朝着小型、低功耗、平面化的方向发展。数码管引脚如图 1-4 所示。图 1-4数码管的显示方式一般有三种：第一种是字形重叠式，它是将不同的电极重叠起来，要显示某字符，只需使相应的电极发亮即可，如辉光放电管、边光显示管等。第二种是分段式，数码管是由一些按一定规律排列的颗发光的点阵所组成，利用光点的不同组便可以显示不同的数码，如场致发光记分牌。LED 显示器的可靠性也非常好，单就可靠性，LED 的半衰期(即光输出量减少到最初值一半的时间)大概是 1 万到 10 万小时。相反，小型指示型白炽灯的半衰期(此处的半衰期指的是有一半数量的灯失效的时间)典型值是 10 万到数千小时不等，具体时间取决于灯的额定工作电流。LED 数码管有共阳和共阴两种，把这些 LED 发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个 8 字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接 VCC 和 GND。再把多个这样的 8 字装在一起就成了多位的数码管了。2怎样测量数码管引脚找公共共阴和公共共阳首先，我们找个电源（3 到 5 伏）和 1 个 1K（几百的也欧的也行）的电阻，VCC 串接个电阻后和 GND 接在任意 2 个脚上，组合有很多，但总有一个LED 会发光的找到一个就够了，然后用 GND 不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个 LED（一般是 8 个） ，那它就是共阴的了。相反用 VCC 不动，GND 逐个碰剩下的脚，如果有多个 LED（一般是 8 个） ，那它就是共阳的了。如图 1-5 所示